《机器人的眼睛》PPT课件.ppt

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1、机器人视觉机器人眼睛机器人的眼睛机器人的眼睛也就是我们常说的机器人视觉【robotvision】定义：使机器人具有视觉感知功能的系统。机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，让机器人能够辨识物体，并确定其位置。视觉传感器——摄像头简介分类结构和组件工作原理应用举例技术指标注意事项未来展望1.简介摄像头（CAMERA）又称为电脑相机、电脑眼等，它作为一种视频输入设备，在过去被广泛的运用于视频会议、机器人科研、远程医疗及实时监控等方面。2.分类CMOS模拟摄像头（co

2、mplementarymetaloxidesemiconductor）：电荷耦合器件——可以将视频采集设备产生的模拟视频信号转换成数字信号，进而将其储存在计算机里。模拟摄像头捕捉到的视频信号必须经过特定的视频捕捉卡将模拟信号转换成数字模式，并加以压缩后才可以转换到计算机上运用。数字摄像头可以直接捕捉影像，然后通过串、并口或者USB接口传到计算机里。CMOS的优点是集成度高、功耗低（不到CCD的1/3）、成本低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。CCD数字摄像头(chargecoupledevice)：互补金属氧

3、化物半导体——现在电脑市场上的摄像头基本以数字摄像头为主，而数字摄像头中又以使用新型数据传输接口的USB数字摄像头为主，目前市场上可见的大部分都是这种产品。CCD的优点是灵敏度高，噪音小，信噪比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。目前只有少数几个厂商例如索尼、松下等掌握这种技术。3.结构和组件1、镜头（LENS）透镜结构，由几片透镜组成，一般有塑胶透镜(plastic)或玻璃透镜(glass)。通常摄像头用的镜头构造有：1P、2P1G1P、1G2P、2G2P、4G等。（P、G分别代表塑胶透镜和玻璃透镜,如1G1P表

4、示这款摄像头的镜头由一片塑胶透镜和一片玻璃透镜组成）透镜越多，成本越高；玻璃透镜比塑胶贵。因此一个品质好的摄像头应该是采用玻璃镜头，成像效果就相对塑胶镜头会好。现在市场上的大多摄像头产品为了降低成本，一般会采用塑胶镜头或半塑胶半玻璃镜头（即：1P、2P、1G1P、1G2P等2、图像传感器（SENSOR）可以分为两类：CCD（chargecoupledevice）：电荷耦合器件CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)：互补金属氧化物半导体3、数字信号处理芯片DSP（Digita

5、lSignalProcessing）DSP生产厂商较多，市面上较为流行的有：(松翰)SONIX、VIMICRO（中星微）等4、电源摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，因此好的摄像头内部电源也是保证摄像头稳定工作的一个因素。4.工作原理摄像头的工作原理大致为：景物通过镜头（LENS）生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D（模数转换）转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片（DSP）中加工处理，再通过USB接口传输到电脑中处理，通过显示器就可以看到图像了。注1：图像传感器（SEN

6、SOR）是一种半导体芯片，其表面包含有几十万到几百万的光电二极管。光电二极管受到光照射时，就会产生电荷。注2：数字信号处理芯片DSP（DIGITALSIGNALPROCESSING）功能：主要是通过一系列复杂的数学算法运算，对数字图像信号参数进行优化处理，并把处理后的信号通过USB等接口传到PC等设备。5.应用举例6.技术指标1、图像解析度/分辨率(Resolution)：●SXGA（1280x1024）又称130万像素●XGA（1024x768）又称80万像素●SVGA（800x600）又称50万像素●VG

7、A（640x480）又称30万像素（35万是指648X488）●CIF(352x28又称10万像素●SIF/QVGA(320x240)●QCIF(176x144)●QSIF/QQVGA(160x120)这里的分辨率（像素）指的是光学分辨率是摄像头的两个重要指标。像素值指的是图像中独立像素点的数目，由CCD或CMOS决定。像素值越大，表示其图像解析能力越强。全景摄像装置采集图像单个像素2、图像格式(ImageFormat/Colorspace)RGB24,I420是目前最常用的两种图像格式。●RGB24：表示R

8、、G、B三种颜色各8bit，最多可表现256级浓淡，从而可以再现256*256*256种颜色。●I420：YUV格式之一。●其它格式有:RGB565，RGB444，YUV4:2:2等。3、自动白平衡调整（AWB）定义：要求在不同色温环境下，照白色的物体，屏幕中的图像应也是白色的。色温表示光谱成份，光的颜色。色温低表示长波光